练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    3．某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010kg．实验步骤如下：

    （1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
    （2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
    （3）对应于不同的n的a值见下表．n=2时的s-t图象如图（b）所示；由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表．
    n12345
    a/m•s-20.200.580.781.00
    （4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．
    （5）利用a-n图象求得小车（空载）的质量为0.45kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8m•s-2）．
    （6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是BC（填入正确选项前的标号）
    A．a-n图线不再是直线
    B．a-n图线仍是直线，但该直线不过原点
    C．a-n图线仍是直线，但该直线的斜率变大．

    分析 （3）根据x-t图象的性质可明确各时刻对应的位移，根据位移公式可求得加速度；
    （4）将点（2，0.39）作出，并用直线将各点连接即可得出图象；
    （5）找出图象上的点，根据图象的性质以及牛顿第二定律列式，即可求出小车的质量；
    （6）对实验原理进行分析，明确摩擦力带来的影响；根据牛顿第二定律可明确图象的变化情况．

    解答 解：（3）因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，故将（2，0.78）代入$s=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$
    代入数据：$0.78=\frac{1}{2}a×{2}_{\;}^{2}$
    可得：$a=0.39m/{s}_{\;}^{2}$
    （4）根据描点法可得如图所示图线

    （5）根据牛顿第二定律可得：
    nmg=[（5-n）m+M]a，
    代入数据得：m=0.010 kg，
    n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得M=0.45kg．
    当n=1时，加速度为0.20m/s2，由牛顿第二定律可知：
    1×0.01×9.8=（4×0.01+M）×0.20，
    解得：M=0.45kg；
    （6）因为如果不平衡摩擦力，则满足F-f=ma的形式，故直线不过原点，但仍是直线，A错误，B正确；随着n的增大，小车的总质量在减小，故直线的斜率变大，故C正确．
    故答案为：（3）0.39      （4）图象如上图   （5）0.45     （6）BC

    点评 本题考查验证牛顿第二定律的实验，要求能明确实验原理，认真分析各步骤，从而明确实验方法；同时注意掌握图象的性质，能根据图象进行分析，明确对应规律的正确应用．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系，使用的实验装置如图所示．
    （1）他想用钩码C的重力表示小车A受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中采取的两项主要措施是：a．平衡摩擦力；b．钩码的重力远小于小车的总重力．
    （2）要验证合外力做的功与物体动能变化间的关系，测得位移x和对应的速度v后，还需测出的物理量有钩码的质量m、小车的质量M（写出物理量的名称与符号）；假定小车初速度为0，用所测物理量表示合外力做的功与物体动能变化间的关系，其表达式为$mgx=\frac{1}{2}M{v}_{\;}^{2}$．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．如图所示，倾角为θ的斜面体放在水平地面上，质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连，整个装置均处于静止状态，已知mgsinθ＞Mg．现将质量为m0的磁铁轻轻地吸放在铁块下端，铁块加速向下运动，斜面体仍保持静止．不计滑轮摩擦及空气阻力．则与放磁铁前相比（　　）
    A．细线的拉力一定增大B．细线的拉力可能不变
    C．木块所受到合力可能不变D．斜面体相对地面有向左的运动趋势

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．A、B两个点电荷在真空中所产生的电场的电场线（方向未标出）如图所示图中C点为两个点电荷连线的中点，MN为两个点电荷连线的中垂线，D为中垂线上的一点，电场线的分布关于MN左右对称．则下列说法正确的是（　　）
    A．这两个点电荷一定是等量异种电荷B．这两个点电荷一定是等量同种电荷
    C．C点的电场强度比D点的电场强度小D．C点的电势比D点的电势高

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    18．如图为一束电场线和等势线，回答下列问题．
    （1）电场线和等势线相互垂直；
    （2）电势φC＞φD；
    （3）场强EA＞EC；
    （4）负电荷在B点受力方向和该点场强方向受力方向沿电场线切线方向向右；场强方向沿电场线切线方向向左．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．一根轻质细绳绕过轻质定滑轮，右边穿上质量M=3kg的物块A，左边穿过足够长的固定细管后下端系着质量m=1kg的小物块B，物块B距细管下端h=0.4m处，已知物块B通过细管时与管内壁间的滑动摩擦力F1=10N，当绳中拉力超过F2=18N时物块A与绳之间就会出现相对滑动，且绳与A间的滑动摩擦力恒为18N．开始时A、B均静止，绳处于拉直状态，同时释放A和B．不计滑轮与轴之间的摩擦，g取10m/s2．求：
    （1）刚释放A、B时绳中的拉力；
    （2）B在管中上升的高度；
    （3）若其他条件不变，增大A的质量，求 B在细管中穿行的最大距离．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．如图所示是带负电的点电荷-Q，P1和P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则（　　）
    A．E1＞E2，φ 1＞φ2B．E1＞E2，φ1＜φ2C．E1＜E2，φ1＞φ2D．E1＜E2，φ1＜φ2

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．下列说法正确的是（　　）
    A．在同一等势面上各点的电场强度必定相等
    B．两等势面一定相互平行
    C．若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大
    D．沿电场强度的方向等势面的电势逐渐降低

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．下列有关静电场的说法中正确的是（　　）
    A．由UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$知电势差的值与检验电荷q有关
    B．同一电荷在电势越高的地方具有的电势能越大
    C．电容器带电荷量越多，其电容越大
    D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这是为了把静电引入大地，避免因放电引起爆炸

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案